互动科普

说起生物进化，人们并不陌生，生活中有时还会不自觉地用到“进化”一词。实际上早在19世纪初的西方，进化的思想不仅在生物学中，而且在语言学、哲学、经济学等分支中也广泛传播。在东方，从一些古代著作中也可以见到进化思想的早期萌芽。

然而，先人们关于自然的哲学思想并不能代替科学理论，早期的自然科学家在神创论思想支配下也曾提出过一些涉及生物进化的学说，但后来证明其中许多观点是错误的。直到1859年，达尔文出版了《物种起源》，在这本书中他不仅系统地提出了进化的观点，还列举了大量证据表明生物进化的存在，并从自然角度对进化做出了诠释，认为自然选择是生物进化的源动力。此后，从19世纪末到20世纪前半叶，随着分类学和遗传学的发展，科学家们从不同的角度及层面上提出过一些关于生物进化的学说。20世纪后半叶，分子生物学研究逐渐兴起，人们对生命活动的认识也越来越深入，这一时期由日本学者木村资生提出的“中性进化说”颇具影响，一时间有人认为达尔文进化论受到了严重挑战。但实际上“中性进化说”从分子水平上的探索是对表型研究理论的补充和发展。从总体上看，达尔文的进化学说并不过时，后来出现的各种学说仍然在达尔文进化论的理论框架内，只是随着人们对生物进化认识的不断深入，进化理论也被逐步修正，日趋完善。

达尔文的进化理论主要有5个方面：物种并非恒定不变，一切生物在代代相传的繁育过程中都有可能发生变异，其中至少有一部分变异能够遗传给后代；变异的长期积累导致物种变化，原本一样的物种在不同地区积累了不同的变异，因而出现物种的分化，因此所有的生物都来自共同祖先；上述变异不仅长期存在，而且是逐步发展的，不存在跳跃式的变化，因此进化是逐渐发生的；所有物种的繁殖都有增加其后代数量的倾向，结果在环境条件许可的情况下，后代便扩散到更广的泛围；由于生物产生后代的数目远远多于可能存活的个体数（即繁殖过剩），而后代中那些具有最适应环境条件的有利变异才有较大的生存机会，并繁殖后代，从而有利变异可以世代积累，不利变异被淘汰，这就是自然选择。在这五个要点中“物种变异”和“自然选择”是达尔文进化理论的核心，其中前两点，即生物是进化的和共同由来的观点，在这一理论提出后没多少年便被人们普遍接受；但后3个观点，即渐变论、物种的形成和自然选择，却颇受争议，有些争论一直持续到今天。

从达尔文进化论的要点可以看出，人们对生物进化的认识可以分为三个水平层次，即生物进化现象是否存在、生物进化的过程和生物进化的机制或原因。对其中第一个层次的认识是一致的，也就是说对生物进化是客观存在的没有争议，而对进化的过程怎样以及进化的原因是什么，看法就不那么一致了。达尔文进化理论中前两个要点是在大量科学观察的事实基础上，阐述了生物进化现象的存在，因而得到普遍认可，但在后两个层次上，即生物是怎样进化的和进化产生的原因，限于科学发展水平，当时不可能得到非常透彻的阐述。现代生物学的迅猛发展，为人们在后两个层次上提高认识水平提供了条件，进入21世纪后，生物进化这一古老话题再次吸引了来自许多学科领域的科学家们的兴趣。

生物进化过程是漫长的，一般不易在实验条件下重复。在达尔文时代及随后的近百年中，人们主要通过比较现存生物物种间形态学特征的异同，加上化石资料的研究来认识生物进化的路径。近些年来，人们可以比较大量生物分子特征的数据，如通过DNA序列编码的遗传信息甚至是全基因组数据，来重建所谓的进化树，使进化路径中原来未能正确认识或模糊不清的部分得到很好地澄清。同时在生物进化机制研究方面也有许多重要的新发现，如随机突变、基因流动和遗传漂变等；这一时期还得益于多种生物基因组计划，通过比较不同物种基因组数据，人们还发现在生物进化过程中，基因数量和基因组复杂程度的增加总体上伴随着生物进化同时进行，这吸引了一些科学家对新基因产生的机制进行探索。美国芝加哥大学的龙漫远教授发现的“精卫”基因和对这一年轻基因的起源的研究，便是人们在探索生物进化机制方面取得重要成果的例子。这些新的研究成果并没有彻底否定达尔文进化论，而应当理解为对这一理论的完善和提高。

达尔文

（本文发表于《科学世界》2008年第3期）